nam_baby89
New Member
Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu chế tạo hệ thống kích thích cho máy phát điện, ứng dụng trong các nhà máy nhiệt điện và thủy điện trung bình và nhỏ, thay thế hàng nhập khẩu
MỤC LỤC
Trang:
MỞ ĐẦU 6
1. Giới thiệu chung 6
2. Cơsởpháp lý/xuất xứcủa đềtài 7
3. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đềtài 7
4. Đối tượng/phạm vi và nội dung nghiên cứu 7
5. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước và Cơsởlý thuyết 7
5.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước 7
5.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước 8
5.3 Phương pháp tiến hành nghiên cứu 8
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀHỆTHỐNG KÍCH THÍCH 9
I.1. Phân loại kích thích 10
I.2. Xem xét điều khiển kích thích máy phát 14
I.3. Xem xét vềmặt điều khiển 16
I.4. Chức năng bảo vệhệthống. 17
CHƯƠNG II. KHẢO SÁT LỰA CHỌN MẪU 19
II.1. Giới thiệu hệthống kích thích UNITROL5000 của hãng ABB: 19
II.2. Đặc điểm kỹthuật của UNITROL 5000 19
II.3. Cấu hình hệthống UNITROL 5000 20
II.3.1. Khối chuyển đổi công suất 20
II.3.2. Khối mồi từ(Field Flashing) và diệt từ(Crowbar) 21
II.3.3. Khối điều chỉnh điện áp. 22
II.3.3.1. Chức năng điều chỉnh.22
II.3.3.2. Chức năng giám sát và bảo vệ.23
II.3.3.3. Chức năng ghi dữliệu23
II.3.3.4. Chức năng giám sát bộxửlý.23
II.3.3.5. Chức năng điều khiển ổn định hệthống công suất (PSS).23
II.3.3.6. Chức năng truyền thông với hệthống.24
CHƯƠNG III. THIẾT KẾQUY TRÌNH CÔNG NGHỆ26
Quy trình công nghệchếtạo hệthống điều khiển kích thích tĩnh 26
CHƯƠNG IV. THIẾT KẾHỆTHỐNG ĐO LƯỜNG, ĐIỀU KHIỂN
TRÊN CƠSỞ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆKỸTHUẬT SỐ27
IV.1. Thiết kếmô hình hệthống 27
IV.1.1. Mục tiêu chung khi thiết kếhệthống 27
IV.1.2. Quan điểm thiết kếhệthống 28
IV.1.3. Thông sốyêu cầu đáp ứng của hệthống 29
IV.1.4. Thiết kếmô hình cấu trúc hệthống 30
IV.1.5. Nguyên lý điện của hệthống điều khiển kích thích tĩnh 33
IV.2. Nghiên cứu xây dựng phần mềm hệthống kích thích 34
IV.3. Thiết kếchếtạo phần cứng hệthống kích thích 52
IV.3.1. Thiết kếchếtạo hệthống tủ điều khển 52
IV.3.2. Chếtạo card (board) đo lường 57
IV.3.2.1. Đặc điểm của board đo lường: 57
IV.3.2.2. Mô tả: 57
IV.3.2.3. Sơ đồcấu trúc chung của board đo lường: 58
IV.3.2.4. Mô tảchức năng của các khối: 59
IV.3.2.5. Mô tảDSP TMS320VC5510: 68
IV.3.3. Chếtạo/ tích hợp bộ điều khiển V1000SE (COB) 73
IV.3.2.1. Giới thiệu hệthống môdul PC104 và các card I/O 74
IV.3.2.2. Mô tảMôdul PPM-GX500 - PC104 module 75
IV.3.2.3. Mô tảMôdul PC104 - PCM-A/D16 78
IV.3.2.4. Mô tảphần màn hình hiển thị LK204-25 của hãng MATRIX ORBITAL85
IV.3.2.5. Thiết kếtổng thểphần cứng hộp bộ điều khiển 85
IV.3.2.6. Thuyết minh chức năng đáp ứng vềgiao diện và phím lệnh của bộ điều khiển loại V1000SE (COB) 86
IV.3.4. Chếtạo panel hiển thịtại chỗvà từxa 86
IV.3.4.1. Mô tảphần màn hình hiển thịcủa hãng MATRIX ORBITAL 90
IV.3.4.2. Mô tảcấu trúc, kích thước bộ điều khiển tại chỗvà từxa 91
IV.3.4.3. Thuyết minh chức năng đáp ứng vềgiao diện và phím lệnh của bộ điều
khiển tại chỗvà từxa loại V1000SE LCP và RCP 91
IV.3.5. Chếtạo/ tích hợp bộ điều khiển công suất 93
IV.3.6. Chếtạo/ tích hợp bộmồi từ96
IV.3.7. Chếtạo/ tích hợp bộdiệt từ96
CHƯƠNG V. THỰC NGHIỆM 98
V.1. Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu và hoá chất sửdụng cho nghiên cứu 98
V.2. Lắp ráp chạy thửhệthống 98
V.3. Hiệu chỉnh hoàn thiện hệthống 101
V.4. Chạy thủnghiệm tại nhà máy phát điện 5MW 101
V.5. Kết quảthực nghiệm (nêu rõ các điều kiện tiến hành thực nghiệm
và kết quả đạt được) và thảo luận 101
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106
1. Kết quả đạt được (kết luận)106
2. Hướng nghiên cứu tiếp theo (kiến nghị)106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 107
PHỤLỤC 108
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Nhiệt độ bộ chuyển đổi công suất- Nhiệt độ Rotor
- Giám sát sự dẫn thyristor
- Giám sát cầu chì của bộ chuyển đổi công suất
- Giám sát quạt của bộ chuyển đổi công suất
- Giám sát mạch đo lường.
- Chức năng giám sát và bảo vệ được phân lớp theo 3 mức khác nhau:
o Chỉ hiện thỉ lỗi
o Chuyển đổi kênh hoạt động đến thứ 2 hay bộ điều chỉnh dự phòng hay
dùng bộ chuyển đổi công suất dự phòng.
o Đóng ngắt tức thời cả hệ thống kích thích.
II.3.3.3.Chức năng ghi dữ liệu
Phần mềm UNITROL 5000 có một bộ ghi các sự kiến (ghi chép tự động lỗi), nó có thể
ghi tới 100 sự kiện và thông báo với thời gian thực. Các sự kiện này được đọc và phân
tích với Panel điều khiển hay một phần mềm CMT.
Có đến 6 tín hiệu đo có thể được ghi chép trong thời gian thực với bộ ghi chép dữ liệu
(Bộ ghi chép tự động dữ liệu). Các dữ liệu này có thể được hiển thị trên màn hình trong
phần mềm hay hình LCD riêng.
II.3.3.4.Chức năng giám sát bộ xử lý.
Sau khi bộ cung cấp công suất được chuyển mạch on, bộ xử lý bắt đầu quá trình tự
kiểm tra. Bộ xử lý cũng giám sát sự biến đổi của điện áp cung cấp công suất.
Card xử lý có chức năng watchdog giám sát chính xác sự vận hành của chương trình.
II.3.3.5.Chức năng điều khiển ổn định hệ thống công suất (PSS).
Mục đích của PSS là cải thiện sự ổn định của nguồn bằng cách cản lại sự dao động của
tải.
PSS được thực hiện bởi bổ sung vào đầu vào của bộ điều chỉnh điện áp, mang lại hiệu
quả lớn đối với hệ thống kích thích tĩnh, nhưng cũng có hiệu quả cho hệ thống kích
thích quay. ABB đưa ra 3 kiểu khác nhau của PSS.
- PSS phù hợp với IEEE
Với PSS phù hợp với 1EEE-PSS2A, cố định các đối số được xác định bởi sự tối ưu sự
cản với bộ lọc điều chỉnh lead/lag. Để xác định các đối số này, ABB có một phần mềm
tính toán để lấy số liệu máy phát và dữ liệu hệ thống kích thích, cũng như máy biến áp
và độ cảm kháng của lưới.
trang 24
- Bộ ổn định hệ thống công suất thích nghi (APSS)
Bộ ổn định hệ thống công suất thích nghi (APSS) làm việc với các đối số biến đổi được
tính toán liên tục với các điểm làm việc và trạng thái dòng của hệ thống công suất. Với
UNITROL 5000, không cần bổ sung phần cứng như UNITROL P.
- Bộ ổn định hệ thống công suất đa dải (MBPSS)
Thay vì một bộ lọc LEAD/LAG, MBPSS có 3 dải điều chỉnh làm việc riêng lẻ. Đảm bảo
làm việc hiệu quả trên một dải tần số rộng 0.05…4.0Hz. Ba dải được thiết kế để ngăn
cản các dao động từ trường tại tần số thấp, trung bình và cao.
Bộ ổn định hệ thống nguồn là đặc thù tiêu chuẩn của hệ thống UNITROL500. Chức
năng này được thực hiện trong phần mềm của card đo lường. Mục đích của PSS là
thiết lập một tín hiệu ổn định được yêu cầu để cải thiện làm giảm dao động của máy
đồng bộ và dao động của hệ thống nguồn, vì thế để đóng góp ổn định hoàn toàn hệ
thống. Thuật toán điều khiển của PSS là dựa trên cơ sở tiêu chuẩn IEEE Std.421-Type
2A
Sự ổn định tín hiệu phù hợp với kết quả tín hiệu nguồn tăng từ sự kết hợp các tín hiệu
đầu vào lưới điện (Pe) và tần số góc rotor (∆ω). Tín hiệu ra được đưa tới bộ điều khiển
AVR.
Hình II.6 Dưới đây mô tả toàn bộ các hàm truyền và sự tính toán đầy đủ cho chức năng
PSS
Hình II.6: Toàn bộ các hàm truyền và sự tính toán đầy đủ cho chức năng PSS
II.3.3.6.Chức năng truyền thông với hệ thống.
Panel phục vụ vận hành (LCP) nối với hệ thống thông qua giao tiếp RS485. Bộ hiển thị
4 line được sử dụng để chỉ chức năng của hệ thống, các đối số của hệ thống, giá trị đo
lường, các báo hiệu… dạng text. Hệ thống kích thích có thể được điều khiển thông qua
các phím Push-buttons.
Trong đó:
Pe: tín hiệu đầu vào lưới điện
∆ω: tần số góc rotor.
Txx, Kxx: Hằng số thời gian
và hệ số của các khối.
trang 25
Panel điều khiển LCP có thể được sử
dụng cho bộ điều khiển tại chỗ, hặc từ
xa. Kết nối truyền thông với bộ điều
khiển qua chuẩn ARCnet. LCP được sử
dụng để điều khiển hệ thống, hiển thị
các gía trị hiện thời như điện áp và dòng
điện Satator, điện áp và dòng điện rotor,
công suất P, Q, tần số… và các sự kiện
trong quá trình vận hành.
Hình II.7: Panel điều khiển tại chỗ và từ xa
UNITROL 5000 có thể được kết nối tới
máy tính với phần mềm CMT và thông
qua một kết nối quang. Điều này đảm
bảo truyền thông nhanh với hệ thống
kích thích. Các thao tác điều khiển hệ
thống có thể thực hiện ngay trên máy
tính. Việc hiển thị, giám sát các trạng
thái làm việc cũng dễ dàng.
Hình II.8: Khả năng truyền thông với máy tính
trang 26
CHƯƠNG III THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quy trình công nghệ chế tạo hệ thống điều khiển kích thích tĩnh
STT Nội dung công việc Người/ đơn vị thực hiện
1
Tổng quan về hệ thống kích thích
máy phát của nhà máy điện
Nhóm thiết kế, nghiên cứu
2 Khảo sát lựa chọn mẫu Nhóm thiết kế, nghiên cứu
3
Thiết kế và xây dựng quy trình
công nghệ Nhóm thiết kế, nghiên cứu
4
Nghiên cứu xây dựng phần mềm
điều khiển hệ thống kích thích Nhóm thiết kế, nghiên cứu
5
Thiết kế chế tạo phần cứng kích
thích
Nhóm thiết kế, nghiên cứu, Xí
nghiệp Cơ - Điện tử
6 Lắp ráp chạy thử hệ thống Xí nghiệp Cơ - Điện tử, Nhóm thiết kế, nghiên cứu
7 Hiệu chỉnh hoàn thiện hệ thống Nhóm thiết kế, nghiên cứu
8
Chạy thử nghệm tại nhà máy phát
điện 5MW.
Nhóm thiết kế, nghiên cứu & Cơ
quan chủ quản hệ thống máy
phát
9 Lập hồ sơ báo cáo tổng kết đề tài Nhóm thiết kế, nghiên cứu
Việc triển khai các công việc cụ thể, chúng tui sẽ trình bày trong các chương sau.
trang
27
CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG, ĐIỀU
KHIỂN TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KỸ
THUẬT SỐ
Sau khi nghiên cứu tìm hiểu về hệ thống kích thích tĩnh máy phát loại UNITROL5000
của hãng ABB, chúng tui lựa chọn thiết kế hệ thống điều khiển kích thích ứng dụng cho
các máy phát điện công suất trung bình và nhỏ, làm chủ công nghệ, thay thế hàng nhập
ngoại. Các thông số cần kiểm soát đó là giá trị điện áp tại đầu cực máy phát, của lưới
khi máy đã được hòa, giá trị dòng điện Stator, công suất phản kháng Q, hệ số công suất
cosϕ, giá trị dòng điện Rotor, điện áp Rotor. Sở dĩ chúng tui chọn thiết kế hệ thống này
là trên cơ sở nội địa hóa sản phẩm, cạnh tranh hàng nhập ngoại và vì:
Ngành Điện là ngành hiện đang phát triển rất mạnh mẽ và hiện là trong nhóm ngành
dẫn đầu về tốc độ trăng trưởng cũng như nhu cầu cấp bách của Nhà nước đề ra. Đặc
biệt việc phát triển những nhà máy thủy điện công suất trung bình và nhỏ đang được
Nhà nước khuyến khích xây dựng.
Hiện nay nhiều công ty Nhiệt điện và Thủy điện cũng đã và đang sử dụng hệ thống điều
khiển kích thích tĩnh máy phát với độ ổn định và hiệu suất rất cao nên chúng tui có thể
dễ dàng so sánh, đánh giá thiết bị với phương pháp điều khiển này s...